वैक्युम पंप एक उपकरण है जो एक सीलबंद चैम्बर या कंटेनर से गैस के अणुओं को हटाता है, जिससे आंशिक या पूर्ण वैक्युम बनता है। वैक्युम पंप का उपयोग विभिन्न उद्योगों और शोध क्षेत्रों में व्यापक रूप से किया जाता है, जैसे एरोस्पेस, इलेक्ट्रॉनिक्स, धातुकर्म, रसायन, चिकित्सा, और जैव प्रौद्योगिकी। वैक्युम पंप का उपयोग वैक्युम पैकेजिंग, वैक्युम फॉर्मिंग, वैक्युम कोटिंग, वैक्युम ड्राइंग, और वैक्युम फिल्ट्रेशन जैसे अनुप्रयोगों में भी किया जा सकता है।
इस लेख में, हम वैक्युम पंप क्या हैं, वे कैसे काम करते हैं, उनकी मुख्य विशेषताएँ और प्रकार क्या हैं, और उनके कुछ सामान्य अनुप्रयोग क्या हैं, इसकी व्याख्या करेंगे।
वैक्युम पंप को एक उपकरण के रूप में परिभाषित किया जाता है जो एक चैम्बर या कंटेनर के अंदर के दबाव को कम करने के लिए इससे गैस के अणुओं को हटाता है। वैक्युम पंप द्वारा प्राप्त वैक्युम की डिग्री कई कारकों पर निर्भर करती है, जैसे पंप का डिजाइन, गैस का प्रकार, चैम्बर का आयतन, गैस का तापमान, और प्रणाली की लीक दर।
पहला वैक्युम पंप 1650 में ओटो वॉन गुएरिके द्वारा आविष्कृत किया गया था। उन्होंने अपने उपकरण का प्रदर्शन करने के लिए दो गोलार्धों का उपयोग किया, जो उनके पंप द्वारा निष्कासित किए गए थे और फिर एक साथ जोड़े गए थे। उन्होंने दिखाया कि वायुमंडलीय दबाव के कारण भले ही घोड़ों की टीमें भी उन्हें अलग नहीं कर सकती थीं। बाद में, रॉबर्ट बॉयल और रॉबर्ट हुक ने गुएरिके के डिजाइन को सुधार किया और वैक्युम की गुणधर्मों पर प्रयोग किए।
वैक्युम पंप को विशेषता देने वाली तीन मुख्य विशेषताएँ हैं:
निष्कासन दबाव
वैक्युम की डिग्री
पंपिंग गति
निष्कासन दबाव पंप के निकासी छिद्र पर मापा गया दबाव है। यह वायुमंडलीय दबाव के बराबर या उससे कम हो सकता है। विभिन्न वैक्युम पंप विभिन्न निष्कासन दबावों के लिए रेटिंग किए जाते हैं। सामान्यतः, उच्च वैक्युम बनाने वाले पंपों का निष्कासन दबाव कम होता है। उदाहरण के लिए, 10-4 या 10-7 टोर (दबाव की एक इकाई) जैसे बहुत उच्च वैक्युम बनाने के लिए, पंप का बहुत कम निष्कासन दबाव आवश्यक होता है।
कुछ उच्च-वैक्युम पंपों को ऑपरेट करने से पहले निष्कासन दबाव को कम रखने के लिए एक बैकिंग पंप की आवश्यकता होती है। बैकिंग पंप दूसरे प्रकार का वैक्युम पंप या कंप्रेसर हो सकता है। बैकिंग पंप द्वारा बनाए गए दबाव को बैकिंग दबाव या फोरप्रेशर कहा जाता है।
वैक्युम की डिग्री वह न्यूनतम दबाव है जो वैक्युम पंप द्वारा एक चैम्बर या कंटेनर के अंदर बनाया जा सकता है। इसे अंतिम दबाव या बेस दबाव भी कहा जाता है। सैद्धांतिक रूप से, एक चैम्बर के अंदर एक निरपेक्ष वैक्युम (शून्य दबाव) बनाना असंभव है, लेकिन व्यावहारिक रूप से लगभग 10-13 टोर या उससे कम दबाव बनाना संभव है।
वैक्युम पंप द्वारा प्राप्त वैक्युम की डिग्री कई कारकों पर निर्भर करती है, जैसे पंप का डिजाइन, गैस का प्रकार, चैम्बर का आयतन, गैस का तापमान, और प्रणाली की लीक दर।
पंपिंग गति को एक निश्चित दबाव पर एक पंप द्वारा गैस के अणुओं को एक चैम्बर या कंटेनर से हटाने की दर के रूप में परिभाषित किया जाता है। इसे आयतन प्रति समय की इकाइयों में मापा जाता है, जैसे लीटर प्रति सेकंड (L/s), घन फुट प्रति मिनट (CFM), या घन मीटर प्रति घंटा (m3/h)। पंपिंग गति को सक्शन क्षमता या थ्रूपुट भी कहा जाता है।
पंपिंग गति कई कारकों पर निर्भर करती है, जैसे पंप का डिजाइन, गैस का प्रकार, पंप के इनलेट और आउटलेट के बीच का दबाव अंतर, और प्रणाली की कंडक्टेंस।
बाजार में विभिन्न प्रकार के वैक्युम पंप उपलब्ध हैं। उन्हें दो मुख्य श्रेणियों में वर्गीकृत किया जा सकता है: सकारात्मक विस्थापन पंप और गतिज पंप।
सकारात्मक विस्थापन पंप इनलेट पर एक निश्चित आयतन के गैस को फंसाकर और फिर उसे आउटलेट पर उच्च दबाव पर संपीड़ित करके काम करते हैं। वे कम से मध्यम वैक्युम (10-3 टोर तक) बना सकते हैं। सकारात्मक विस्थापन पंपों के कुछ उदाहरण हैं:
रोटरी वेन पंप
पिस्टन पंप
डायफ्राम पंप
स्क्रू पंप
स्क्रोल पंप
रूट्स ब्लाउअर
रोटरी वेन पंप सकारात्मक विस्थापन पंपों के सबसे सामान्य प्रकार में से एक हैं।
वे एक बेलनाकार रोटर के साथ होते हैं, जिसमें रेडियल वेन होते हैं जो रोटर के रोटेशन के साथ इन और आउट स्लाइड करते हैं। वेन रोटर और स्टेटर के बीच के स्थान को चैम्बरों में विभाजित करते हैं, जिनका आयतन इनलेट से आउटलेट तक बदलता रहता है। जब एक चैम्बर इनलेट से आउटलेट तक चलता है, तो वह निम्न दबाव पर गैस को फंसाता है और फिर उसे उच्च दबाव पर संपीड़ित करके आउटलेट पर रिलीज़ करता है।
रोटरी वेन पंप तेल-सील या ड्राइ हो सकते हैं।
तेल-सील रोटरी
